DESCRIZIONE DEL PROCESSO E DEL FUNZIONAMENTO DEGLI IMPIANTI RECUPERO CLORURATI SERIE DR

 

Il procedimento chimico utilizzato dagli impianti della serie DR per abbattere e recuperare i solventi clorurati è l’adsorbimento su carbone attivo.

 

La lunga esperienza ha permesso di sviluppare particolari impianti atti ad adsorbire i componenti organici ed inorganici scaricati in atmosfera da diversi processi produttivi. Gli impianti prodotti dalla Omniatex Impianti Chimici Srl per questa specifica applicazione sono basati principalmente sul principio dell’adsorbimento.

 

Il processo di adsorbimento su carbone attivo, o qualsiasi altro adsorbente solido, é un metodo semplice, ma con una alta efficienza di retentività, e con un eventuale pay-back economico, per l’abbattimento ed il ricupero di vapori di solvente contenuti in un flusso gassoso.

 

 

 

 

Durante il passaggio attraverso questo materiale adsorbente l'aria viene depurata del solvente contenuto che é trattenuto dal carbone. Il solvente viene immagazzinato nei pori del carbone, mentre l'aria, così depurata, viene inviata all'atmosfera. Questa fase è chiamata ADSORBIMENTO.

 

Quando il carbone ha raggiunto il grado di saturazione previsto per il solvente (la capacità adsorbente del carbone é temporaneamente esaurita), occorre procedere al suo desorbimento, ottenuto tramite "lavaggio" del carbone con vapore saturo a bassa pressione. Tale fase é chiamata RIGENERAZIONE. I solventi clorurati nella fase di rigenerazione subiscono una decomposizione chimica ed una perdita di stabilizzanti, pertanto devono essere impiegati, per il recupero, solventi originariamente stabilizzati.

 

Prima del rientro nella fase di adsorbimento del recuperatore occorre equalizzare la pressione interna del recuperatore con quella esterna. Tale fase é chiamata PAUSA. Terminata la pausa, occorre raffreddare il letto di carbone attivo per portarlo a bassa temperatura al fine di avere un migliore rendimento di adsorbimento. Tale fase é chiamata RAFFREDDAMENTO DEI CARBONI.

Il mezzo adsorbente abitualmente impiegato è carbone attivo derivato da materia prima minerale o vegetale, termicamente trattato per ottenere un materiale poroso con una elevata superficie attiva. Le qualità di un carbone attivo vegetale superano usualmente di gran lunga quelle di un carbone attivo minerale.

La qualità di un carbone attivo è principalmente basata sulla sua superficie attiva, misurata in B.E.T. (acronimo derivante dal nome dei tre scienziati che hanno realizzato questo metodo di analisi), espressa in metri quadrati per grammo di carbone. Di solito per il trattamento di aria inquinata dovrebbe essere usato un carbone attivo con più di 1100 m2/g B.E.T. di superficie.

 

La Società Omniatex usa un ottimo carbone, con almeno 1250 metri quadrati di superficie attiva per grammo anche se usualmente in queste applicazioni viene impiegato un carbone attivo con una superficie di soli 1000 m2/g..

 

L'efficienza della ritenuta del carbone, oltre alla superficie attiva, è data da:

 

 

Il calore fornito da vapore è il medio rigenerativo più economico impiegato per la rigenerazione del carbone attivo. Il calore evapora il solvente contenuto nella parte interna dei pori, li svuota quasi totalmente e lascia libera la superficie attiva del poro. Lo stesso effetto, con minor efficienza, può essere raggiunto da un flusso di gas caldo che abbassa la pressione parziale del solvente. Di solito l' efficienza della rigenerazione del carbone fatta con vapore, gas caldo o con rigenerazione sottovuoto può essere assunta come segue :

 

 

MEDIO RIGENERANTE, alimentato per 20 min

Efficienza %

Vapore diretto a 100 °C

98

Gas caldo a 130 °C

45

Vuoto a 25 mm Hg a 20 °C

25

Riscaldamento indiretto a 100 °C

15

Ó Carbon Adsorption Handbook, Cheremisinoff / Ellerbusch - Ann Arbor Science

 

 

L’efficienza della rigenerazione é principalmente data dai seguenti fattori :

 

 

 

L'efficienza del processo di adsorbimento è influenzata fortemente dalla presenza, nel flusso d’aria da trattare, di composti che non possono essere rimossi dai pori del carbone attivo, come ad esempio polvere, sporco, altobollenti, prodotti chimici vari, acidi e prodotti che favoriscono la polimerizzazione.

 

Quando questi composti sono presenti nell’aria e vengono trascinati sul letto del carbone, il processo di adsorbimento non può essere condotto per lungo tempo con un'efficienza accettabile ed il carbone esausto deve essere cambiato; questo si verifica di solito dopo pochi mesi, max due/tre anni, dalla messa in funzione dell’impianto.

 

 

                         

       

                          Impianto a due corpi adsorbenti con produzione del vapore 

                          di rigenerazione (Brev.), recupero acqua (Brev.) e raffreddamento 

                          dell’aria in entrata

Impianto a due corpi adsorbenti con produzione del vapore di rigenerazione (Brev.), recupero acqua (Brev.), raffreddamento dell’aria in entrata, raffreddamento del letto di carbone ed abbattimento del vapore di rigenerazione (Brev.)

 

I recuperatori depuratori OMNIATEX della serie DR sono impianti di abbattimento e recupero di solventi, prevalentemente clorurati, presenti in emissioni gassose.

 

Il rendimento dell'impiantio é condizionato dalle caratteristiche dell'aria che deve trattare. La temperatura dell'aria non deve mai essere superiore, per la maggior parte dei solventi, a quella ambiente. Nel caso fosse superiore, é necessario che l'impiantio utilizzi una sezione di raffreddamento (RA) dell'aria da trattare, fornibile sempre su richiesta.

 

Gli impianti possono essere forniti con un sistema di ricircolo (brevettato) dell'acqua utilizzata per la produzione del vapore di rigenerazione. Questo sistema (CRA) evita che, ad ogni rigenerazione, debba essere smaltita, in quanto non puo' essere inviata in fogna, l'acqua ottenuta dalla condensazione del vapore di rigenerazione.

 

Inoltre gli impianti possono essere forniti con sistema di efficienza migliorata al rientro in adsorbimento (RC), e di sistema brevettato per evitare l'espulsione in atmosfera al rientro in adsorbimento (AV). Questi due sistemi sono obbligatoriamente richieste dalle Autorità in Francia, Germania, Austria e Svizzera.

 

               

900 m3/h

 

                     

Le seguenti note contengono una descrizione delle caratteristiche tecniche recuperatori che la OMNIATEX IMPIANTI CHIMICI SRL tipo DR, costruisce di serie nel suo stabilimento.

 

 

 

La produzione di questi impianti consta di oltre 96 modelli base che consentono un'estensione della gamma offerta a 3.840 versioni finali, che possono, su richiesta, venire fornite anche in esecuzione ANTIDEFLAGRANTE EEx d. La serie DR é coperta da 4 brevetti di processo che riducono il consumo energetico ed aumentano l'efficienza degli impianti.

 

 

 

I recuperatori della serie DR consentono di trattare volumi d'aria con solvente da 320 a 6.000 m3/h di aria, sono da singolo a quattro corpi adsorbitori e sono utilizzabili per l'abbattimento ed il recupero di un'ampia gamma di solventi con ottime efficienze, come documentato da prove effettuate dalla Facoltà di Ingegneria dell'Università di Bologna, dal Geotechnisches Institut del BVFA Arsenal di Vienna, Austria, e dal BFI Betriebstechnik GmbH (Istituto di Ricerca Aziendale), Germania, per conto del TUV.

700 m3/h

 

Tutti gli impianti rispettano il limite Europeo di 2 mg/m3 adottato negli anni scorsi per le emissioni contenenti solventi clorurati.

 
I solventi più comunemente abbattuti sono i solventi clorurati come il TETRACLOROETILENE (percloro), TRICLOROETILENE (trielina), il CLORURO DI METILE, il CLOROFORMIO. Può essere recuperato anche il TETRACLORURO DI CARBONIO, con apposito impianto costruito in acciaio con rivestimento speciale. La Società OMNIATEX ha costruito oltre 2500 impianti della serie Dr per tutti i solventi sopra riportati, per le più importanti Società europee nel settore Meccanico. Metallurgico, Automobilistico, Elettronico ed Aeronautico.

 

Gli impianti prodotti possono anche essere realizzati per non dare luogo al picco di emissione al rientro della camera in adsorbimento (richiesto dalla normativa di vari Paesi Europei),per non dare luogo all’ emissione di vapore d'acqua alla fine della rigenerazione dei carboni.

1800 m3/h

 

Poiché per il loro funzionamento gli impianti della serie DR necessitano necessariamente di Vapor d’Acqua, vengono realizzate versioni sia per il collegamento ad una rete di vapore esistente sia comprendenti un generatore interno autonomo per la produzione del vapore di rigenerazione.

 

É da rilevare che tutta la componentistica elettrica impiegata é Siemens, e che l’esecuzione a norme CEI, DIN, SA APAVE, ATEX é conforme alla normativa di un numero rilevante di nazioni. Tutti gli impianti a più corpi vengono comandati da PLC Siemens SIMATIC e di display a cristalli liquidi, o schermo Touchscreen, per la lettura delle fasi e delle variabili di lavoro. Alcuni impianti sono allacciati in rete per la trasmissione a distanza, in locali preposti, dei parametri di funzionamento.

 

Numerosi costruttori Italiani ed Esteri di impianti di grassaggio metalli hanno installato a bordo delle loro macchine un impianto di abbattimento e recupero solvente Omniatex Srl.

 

Per portate d'aria superiori, OMNIATEX ha un apposito Ufficio Progetti in grado di affrontare qualsiasi problematica d’abbattimento e recupero solventi sia in fase gassosa che liquida. Gli impianti realizzati hanno consentito il recupero di una moltitudine di solventi ed il trattamento di portate d'aria fino a 250.000 m3/h.

 

Tutti i solventi clorurati destinati ad essere recuperati debbono essere stabilizzati e neutralizzati sia prima, in produzione, che dopo l’impianto di abbattimento e recupero. La neutralizzazione del solvente, da parte del Cliente, deve portare alla eliminazione della presenza di Cloruri nel solvente. Sono capitati casi che un solvente, dall'apparente pH 8, conteneva Cloruri corrispondenti a pH 3. La stabilizzazione deve ristabilire il giusto quantitativo di ACCETTORE D'ACIDO contenuto originalmente nelle specifiche del solvente. Al disotto dei limiti comunicati dal Produttore, il solvente non deve essere utilizzato.

 

       

             

2000 m3/h

3600 m3/h con trattamento solvente

1800 m3/h

 

Occorre rammentare che il rendimento dell’impianto di recupero é condizionato anche dall'umidità relativa dell'aria da trattare. Per la maggior parte dei solventi da recuperare il valore non deve superare il 60% di U.R. Nel caso in cui il solvente sia freon o cloruro di metilene, il valore non deve superare il 50% di U.R.